#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 获取数组中的最大值
int getMax(int arr[], int n)
{
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < n; i++)
    {
        if (arr[i] > max)
        {
            max = arr[i];
        }
    }
    return max;
}

// 使用计数排序对指定位数进行排序
void countSort(int arr[], int n, int exp)
{
    int output[n];       // 输出数组
    int count[10] = {0}; // 计数数组，初始化为0

    printf("Sorting by digit at position 10^%d:\n", exp); // 按指定位数排序

    // 统计每个数字出现的次数
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        count[(arr[i] / exp) % 10]++;
    }

    printf("Count array: ");
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", count[i]);
    }
    printf("\n");

    // 将count[i]转换为实际位置
    for (int i = 1; i < 10; i++)
    {
        count[i] += count[i - 1];
    }

    printf("Position array: ");
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", count[i]);
    }
    printf("\n");

    // 构建输出数组
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
    {
        output[count[(arr[i] / exp) % 10] - 1] = arr[i];
        count[(arr[i] / exp) % 10]--;
    }

    // 将排序后的数据复制回原数组
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        arr[i] = output[i];
    }

    printf("After sorting: ");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n\n");
}

// 基数排序主函数
void radixSort(int arr[], int n)
{
    // 找到数组中的最大值，确定需要排序的位数
    int max = getMax(arr, n);
    printf("Max value: %d\n", max); // 最大值

    // 从最低位开始，对每一位进行计数排序
    for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10)
    {
        countSort(arr, n, exp);
    }
}

int main()
{
    int arr[] = {170, 45, 75, 90, 802, 24, 2, 66};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("Original array: "); // 原始数组
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n\n");

    radixSort(arr, n); // 调用基数排序函数

    printf("\nSorted array: "); // 排序后的数组
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}